Funktionsprinzip der PSA-Stickstoffproduktion
Der Stickstoffgenerator verwendet das Verfahren der Druckwechseladsorption (PSA), bei dem das Hauptadsorptionsmittel ein Kohlenstoffmolekularsieb ist. Der Prozess besteht aus der Adsorption von Sauerstoff und anderen Gasen aus der Luft unter Druck und deren Desorption bei atmosphärischem Druck, was eine Trennung des Stickstoffs ermöglicht. Das Kohlenstoffmolekularsieb hat eine mikroporöse Struktur, die eine kinetische Trennung der Gase aufgrund der Unterschiede in den kinetischen Durchmessern der Moleküle ermöglicht.
Grundlegender PSA-Stickstoffproduktionsprozess
Stickstoff, der am häufigsten vorkommende Gasbestandteil der Luft, ist leicht verfügbar. Er ist farblos, geruchlos und durchsichtig. Hochreiner Stickstoff wird häufig als Schutzgas verwendet, wenn Sauerstoff oder Luft isoliert werden.
- Stickstoffgehalt: 78,084% in der Luft (Volumenanteile der Luftbestandteile: N2: 78,084%, O2: 20,9476%, Argon: 0,9364%, CO2: 0,0314% und andere wie H2, CH4, N2O, O3, SO2, NO2, usw.)
- Molekulargewicht: 28
- Siedepunkt: -195,8°C
- Kondensationspunkt: -210°C
Luftkompression: Die komprimierte Luft wird vorab von Staub, Öl und Feuchtigkeit gereinigt, bevor sie in den Lufttank gelangt.
Adsorption: Die Luft gelangt in Adsorptions-Turm A, wo der Druck steigt und Sauerstoffmoleküle vom Kohlenstoffmolekularsieb adsorbiert werden. Der Stickstoff passiert das Adsorptionsbett und wird in den Stickstoffpufferbehälter geleitet.
Druckausgleich: Nach dem Adsorptionsprozess in Turm A werden die Adsorptions-Türme A und B verbunden, um den Druck auszugleichen.
Desorption: Die komprimierte Luft gelangt in Turm B, wo der Prozess der Sauerstoffadsorption und Stickstoffdesorption wiederholt wird. Während dieser Zeit wird der in Turm A adsorbierte Sauerstoff in die Atmosphäre abgegeben.
Rückspülung: Stickstoff wird verwendet, um den Desorptionsturm zu spülen, um den Sauerstoff vollständig zu entfernen.
PSA-Stickstoffproduktionssystemausstattung
- Luftkompressor: Ein Schrauben- oder Kolbenkompressor liefert die komprimierte Luft. Kolbenkompressoren können öl-frei oder ölgeschmiert sein.
PSA-Stickstoffgenerator-Anforderungen für komprimierte Luft:
- Druck: ≥ 0,70 MPa
- Restölgehalt: ≤ 0,008 ppm
- Mechanische Verunreinigungen: ≤ 0,01 mg/m³
- Atmosphärischer Taupunkt: ≤ -23°C
Vorbehandlungsgeräte: Mehrstufige Filter entfernen mechanische Verunreinigungen, Feuchtigkeit, Öl und Gerüche aus der Luft, bevor sie in den Stickstoffgenerator gelangt.
Installation und Betriebsbedingungen
- Umgebungstemperatur: ≤ 40°C
- Relative Luftfeuchtigkeit: ≤ 65%
- Rohluft:
- Mechanische Verunreinigungen: ≤ 20 mg/m³
- CO2-Gehalt: ≤ 250 ppm
- C2H2-Gehalt: ≤ 0,5 ppm
- CnHm-Gehalt: ≤ 20 ppm
- Stromversorgung: 3-Phasen 400 V / 50 Hz
Geräteinstallation: Alle Ausrüstungen des Stickstoffproduktionssystems sollten auf einem flachen, sauberen Boden installiert werden. Für größere Geräte können Fundamente erforderlich sein. Es ist wichtig, dass der Luftkompressor und der Trockner an einem gut belüfteten Ort platziert werden.
Bedingungen für den Betrieb: Die empfohlene Umgebungstemperatur liegt bei ≤40°C, und die relative Luftfeuchtigkeit sollte ≤65% betragen. Die Rohluft sollte keine mechanischen Verunreinigungen über 20 mg/m³ enthalten.Durch den Einsatz der PSA-Technologie kann der Stickstoffgenerator kontinuierlich, effizient und wirtschaftlich hochreinen Stickstoff produzieren.
